Funktionelle Charakterisierung der Ionentransportproteine CorA, NccB und CzcA von Helicobacter pylori

Das gram-negative Bakterium Helicobacter pylori besiedelt die Magenschleimhaut des Menschen und verursacht die chronisch aktive Gastritis vom Typ B und die peptische Ulkuskrankheit. Für die Adaptation an das Habitat Magen ist die bakterielle Metall-ionenhomöostase von grundlegender Bedeutung und stellt damit einen Angriffspunkt für die Entwicklung alternativer Therapeutika dar. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die Funktionen des Magnesiumtransporters CorA, sowie der putativen Metalltransportproteine NccB und CzcA von H. pylori charakterisiert und deren Beitrag zur Aufrechterhaltung der Ionenhomöostase analysiert. <br>Die Untersuchung corA-defizienter H. pylori-Mutanten ergab, dass CorA in H. pylori für die Deckung des Magnesiumbedarfs und damit für die Kolonisierung des Magens essentiell ist. Durch Komplementationsanalysen in E. coli konnte gezeigt werden, dass H. pylori-CorA neben Magnesium auch Nickel, Kobalt und in geringen Mengen Eisen transportieren kann. Da der wichtigste Pathogenitätsfaktor von H. pylori, die Urease, ein Nickel-abhängiges Enzym ist, war die Untersuchung von CorA-Funktionen in der Nickel-Homöostase von besonderer Relevanz. Der CorA-vermittelte Transport von Nickel scheint für H. pylori aber von untergeordneter Bedeutung zu sein, da Urease-Aktivität und -Expression in Elternstamm und corA-Mutanten keine signifikanten Unterschiede aufwiesen. Die Ergebnisse von Regula-tionsanalysen deuten darauf hin, dass die Expression des CorA-Proteins in H. pylori durch Magnesium induziert wird. Des weiteren zeigten die Resultate von Inhibitionsstudien, dass Kation-Hexaamine, effektive Inhibitoren des CorA-Proteins von Enterobakterien, vermutlich auch den durch H. pylori-CorA vermittelten Ionentransport blockieren können. Auf der Basis dieser Ergebnisse kann postuliert werden, dass der CorA-vermittelte Magnesiumtransport für H. pylori essentiell ist und daher als Angriffspunkt für die Entwicklung neuer H. pylori-spezifischer Medikamente geeignet sein könnte. <br>Die funktionelle Charakterisierung des putativen Metalltransportproteins NccB durch Mutationsanalyse in H. pylori und durch Komplementation in E. coli zeigte, dass auch NccB für H. pylori als Nickel-, Kobalt- und Eisen-Transport-System zu fungieren scheint. Dies wurde durch Bestimmungen der Urease-Aktivität in H. pylori bestätigt. Die nccB-Mutante wies hierbei eine deutlich reduzierte Urease-Aktivität auf. Daher könnte NccB grundlegende Funktionen in der Nickel-Homöostase übernehmen. Schließlich zeigten Komplementations-analysen in E. coli, dass auch das CzcA-Protein von H. pylori Ionentransportfunktionen übernimmt und offenbar Nickel, Magnesium und Eisen über die Zytoplasmamembran transferiert.

Author dc:creator

• Pfeiffer, Jens

Contributors dc:contributor

• Bereswill, Stefan

• H. pylori
• Hexaamine
• Metallstoffwechsel
• Helicobacter
• Helicobacter pylori
• ion homeostasis
• metal transport
• membrane proteins

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